Makalah HandOver

TUGAS SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK “HANDOVER PADA GSM CELLULAR”

Disusun Oleh : EDWARD JANNER MORENO SIAHAAN 12224706

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO - TELEKOMUNIKASI INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL JAKARTA 2013

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.







HANDOVER PADA GSM CELLULAR A. Pendahuluan

Komunikasi bergerak (mobile (mobile communication) communication) merupakan salah satu produk inovasi teknik telekomunikasi (telecommunication (telecommunication engineering ) yang menjadi solusi bagi pengguna (user (user ) yang memiliki intensitas kegiatan tinggi dan tersebar dii beberapa tempat. Dengan komunikasi jenis ini, para pengguna dapat berhubungan berhubungan dengan mitranya sambil melakukan perjalanan lintas lokasi dan wilayah. Oleh sebab itu disebut komunikasi bergerak, karena dapat dilakukan sambil begerak berpindah tempat. Ada 2(dua) istilah lain yang sering digunakan untuk komunikasi jenis ini, yaitu komunikasi tanpa kabel (wirless (wirless communication) communication) dan komunikasi seluler (cellular (cellular communication). communication). Disebut komunikasi tanpa kabel, karena untuk aplikasinya tidak dibutuh kan kabel penghubung antara pengirim dan penerima. penerima. Sinyal Sinyal komunikasi merambat merambat dari asal asal (origin (origin)) ke tujuan (destination (destination)) melalui udara dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Sedangkan istilah komunikasi seluler terkait dengan pembagian wilayah cakupan (coverage ( coverage area) area) layanan komunikasi yang bentuknya mirip sel – yang dikenal dalam biologi (ilmu hayat).

Ada 3(tiga) bentuk sel dalam komunikasi seluler, yaitu sel real (apa adanya sesuai dengan kenyataan di lapangan) – tidak beraturan, sel ideal (berbentuk lingkaran) dipakai sebagai acuan konseptual dalam penetapan formula matematis atau algoritma, dan sel model (berbentuk heksagonal) yang dipakai sebagai acuan perancangan wilayah cakupan layanan, yang menghindarkan adanya tumpang tindih (overlap (overlap)) antar sel (perhatikan gambar 1). Dengan mengacu pada sel ideal, maka titik pusat lingkaran dinyatakan sebagai pusat kedudukan sel (cell ( cell site) site) yang dijadikan sebagai tempat pendirian RBS ( Radio Radio Base Station) Station) atau BTS ( Base Transceiver Transceiver Station) Station) perangkat komunikasi seluler yang berfungsi menerima menerima dan mengirim sinyal komunikasi komunikasi kepada setiap pengguna yang berada dalam wilayah cakupan atau radius(r) layanannya. Berkenaan dengan ukuran radiusnya, sel dibedakan atas : macrocell (r >=5 km), microcell ( 3 km =






Radius sel juga menunjukkan ukuran jarak terjauh BTS t erhadap pengguna telepon seluler yang masih dapat dijangkau oleh sinyal komunikasi sehingga berlangsung komunikasi yang stabil antara dua pihak (pengirim dan penerima). Apakah antara sesama sesama pengguna telepon seluler ataupun antara pengguna telepon seluler bergerak (mobile phone) phone) dengan pengguna telepon tetap ( fixed fixed phone). phone). Bahkan, sebagai salah satu sifat komunikasi bergerak seluler, setiap pengguna yang berada dalam sebuah sel digaransi mendapatkan layanan sinyal komunikasi dari BTS sel yang bersangkutan ; baik ketika pengguna bergerak tersebut melakukan translasi dalam wilayah cakupan layanan satu sel tertentu maupun ketika melintas dari satu sel ke sel yang lain. Untuk mempertahankan kestabilan dan kesinambungan komunikasi bergerak lintas sel itulah maka dibutuhkan mekanisme pengalihan layanan yang disebut dengan handover atau handoff .

B. Pengertian Handoff atau Handover (HO)

Handoff (HO) adalah pengalihan panggilan dari satu sel ke sel lain ketika sebuah telepon seluler bergerak melewati melewati wilayah cakupan layanan lintas sel. Peristiwa ini juga dikenal dengan istilah “ Handover ”(HO). ”(HO). Yang pertama berlaku bagi sel yang ditinggalkan, karena ia melepaskan ; sedangkan yang terakhir berlaku bagi sel yang didatangi, karena ia menrima. Dalam prakteknya, pelaksanaan hand-off bukan hanya antar sel, melainkan juga antar MTSC ataupun antar sector. Selain itu, juga ada handoff antar operator telekomunikasi telekomunikasi seluler bergerak. Secara sederhana, sederhana, peristiwa handoff dapat ditunjukkan dalam proses alur lintasan pada gambar 2.

Gambar.2. Kondisi Handover Handover

Fakta di lapangan menunjukkan bahwa pengalihan panggilan pengguna komunikasi bergerak seluler (mobile user) terjadi ketika perlintasan melalui dua wilayah sel yang berbeda selama komunikasi berlangsung. Namun tidak berarti bahwa hal itu merupakan merupakan dampak pemilihan wilayah, tata ruang ataupun factor geografis lainnya. Akan tetapi, sebuah konsekuensi dari rancang bangun system







Dalam perancangan wilayah layanan komunikasi, setiap sel yang ditetapkan diperlengkapi dengan RBS ( Radio Radio Base Station) Station) atau BTS ( Base Transceiver Transceiver Station) Station) yang ditempatkan pada pusat kedudukan sel (Cell (Cell Site). Site). Dalam hal ini, radius sel dan kekuatan sinyal komunikasi untuk melayani setiap pengguna yang berada di dalam cakupannya sudah ditentukan. Tentu saja, kekuatan sinyal komunikasi yang diterima oleh pengguna bergerak dari BTS berbanding terbalik dengan jarak antara keduanya. Akibatnya, bagi pengguna bergerak yang sedang melintasi dua wilayah sel yang berbeda akan menerima sinyal komunikasi yang makin lemah dari sel asal, tetapi akan menerima sinyal komunikasi yang makin kuat dari BTS sel tujuan ( manakala orientasi pergerakannya menuju ke pusat sel).

Di sekitar perbatasan antara dua sel, pengguna bergerak akan menerima sinyal komunikasi yang sangat lemah relatif jika dibandingkan dengan kondisi sinyal komunikasi pada bagian lain dalam masing – masing masing sel yang bersangkutan. Dalam kondisi yang demikian, pengalihan (pelepasan dan penerimaan) penerimaan) panggilan - hand-off/hand hand-off/hand over merupakan merupakan solusi bagi pengguna pengguna bergerak bergerak seluler.

Ketika kekuatan sinyal komunikasi pengguna bergerak melemah hingga lebih rendah dari kekuatan sinyal yang sudah ditentukan untuk komunikasi, maka sel melalu BTS menyampaikan peringatan kepada MTSO (Mobile Telephone Switch Operator). Setelah itu, MTSO mengirimkan informasi sinyal deteksi (alert) ke seluruh sel yang berbatasan dengan sel pertama (yang sedang melayani pengguna bergerak). Lalu, semua sel tetangga tersebut mengukur kekuatan sinyal yang dikirim oleh pengguna bergerak dan kemudian melaporkannya melaporkannya ke MTSO yang kemudian memilih sel yang menerima sinyal paling kuat. Setelah itu, segera MTSO menghubungkan sel yang lemah (yang melayani pengguna bergerak) ke sel yang paling kuat tanpa memutuskan panggilan / komunikasi. Seluruh proses ini berlangsung dalam waktu yang angat singkat, tidak sampai satu detik, sehingga biasanya tidak disadari oleh pengguna komunikasi bergerak tadi. Peristiwa hand-off bisa terjadi beberapa kali selama berlangsungnya berlangsungnya suatu percakapan yang dilakukan oleh pengguna bergerak yang sedang melintasi perbatasan sel.

C. Jenis Handover

Dalam implementasi teknisnya, pengelompokan handover mengacu pada dua pertimbangan; yang pertama berdasarkan pengguna atau sel yang mengalaminya, mengalaminya, sedangkan yang kedua berdasarkan berdasarkan pelaku kontrol atau yang mengkoordinir pelaksanaannya. pelaksanaannya. Dalam pendekatan pertama pertama dikenal 3 (tiga) jenis handover, yaitu hard handover , soft handover dan softer handover . Pada pendekatan yang kedua, dikenal 4(empat) jenis handover , yaitu :intrasel :intrasel handover intra BSC (Base Service Center)







Gambar.3. Hard Handover Yang pertama dari pendekatan pertama adalah Hard handover ; yaitu pengalihan panggilan yang dilakukan atas pengguna bergerak dengan pemutusan hubungan komunikasi terhadap sel asal sebelum komunikasi ke sel tujuan (baru) tersambung. Makanya itu,jenis ini sering disebut disebut “break -before-beforemake”. Hal ini bisa terjadi kalau ada perubahan frekuensi komunikasi, sehingga untuk menggunakan kanal frekuensi baru, kanal frekuensi lama harus diputuskan terlebih dahulu (inter-frequency ( inter-frequency hard )..Proses pengalihan panggilan dalam kasus ini disertai dengan jedah komunikasi, karena handover )..Proses pengguna bergerak bergerak mengalami mengalami pemutusan pemutusan hubungan.

Gambar.4. Soft Handover

Kedua, soft Kedua, soft handover , yakni pengalihan panggilan dilakukan tanpa adanya pemutusan komunikasi. Pergerakan Pergerakan pengguna bergerak selalu mendapatkan mendapatkan layanan dengan kanal frekuensi yang sama, sekalipun melintasi sel yang berbeda ( intra-frequency soft handover ). ). Faktor uatamanya semata – mata adalah melemahnya sinyal komunikasi karena berada pada posisi yang makin jauh dari BTS yang melayaninya. Jadi, pergerakan pengguna bergerak hingga mencapai posisi perbatasan sel

tetap mendapatk

layanan komunikasi,

disusul dengan pelayana







Gambaran awal tentang handover dalam komunikasi bergerak seluler, sebenarnya mengacu pada realitas seperti ini.

Ketiga, softer handover , yakni pengalihan panggilan bagi pengguna bergerak yang selain memanfaatkan frekuensi yang sama juga berada dalam sel atau BTS yang sama. Yang berbeda adalah sektor (bagian sel yang telah dipecah karena kepadatan lalulintas komunikasi dalam sel tersebut), di mana pengguna bergerak berpindah dari satu sektor ke sektor yang lain dalam sel yang sama. Dalam hal ini pengguna bergerak akan mendapatkan layanan sinyal komunikasi yang lebih kuat karena memanfaatkan perangkat sektor sesuai posisi di mana pengguna bergerak tersebut berada.

Gambar.5. Softer Handover

Yang pertama dari pendekatan kedua adalah: 1.

; yaitu pengalihan informasi yang dikirim dari satu kanal ke kanal yang I ntr ase asel handover handover lain dalam sel yang sama. Jadi dikendalikan oleh BTS yang sama.

2. Intra BSC handover yaitu pengalihan komunikasi yang dikendalikan oleh BSC. Sejumlah BTS yang berbeda, tapi berada dalam kendali BSC yang sama. MSC menerima informasi lokasi sel baru yang digunakan MS dan BSC. 3. Intra MTSO handover , pengalihan komunikasi antar BTS yang berada pada BSC yang berbeda, namun namun dalam wilayah layanan layanan MTSO yang yang sama. sama. 4. Inter MTSO handover , pengalihan komunikasi yang dikendalikan dengan komunikasi antara dua MTSO yang berbeda dengan masing – masing BTS yang berada dalam wilayah cakupan (coverage (coverage area) area) layanannya.









Gambar.6. Macam-Macam Handover

Bahkan, dalam upaya peningkatan kinerja aplikasi ICT (Information and Communication Technology) secara umum, juga dikenal vertical handover dan horizontal handover . Yang pertama adalah pemutusan satu di antara dua aplikasi teknologi secara paralel untuk menguatkan dukungan terhadap sebuah struktur jaringan yang lebih tinggi (pengalihan dari fungsi ganda ke fungsi tunggal dengan memilih dan kemudian sekaligus meninggalkan salah satunya). Sedangkan yang kedua adalah pengalihan dari dari suatu fungsi lama lama ke fungsi baru untuk memperluas memperluas fungsi jaringan. jaringan.

Jarak dan kekuatan sinyal komunikasi merupakan dua faktor yang berpengaruh langsung dan signifikan terhadap kemungkinan dilakukannya handover dalam komunikasi bergerak seluler. Namun keduanya menjadi bagian yang sangat penting ditetapkan lebih awal, yakni ketika perancangan infrastruktur pendukung sistem (communication (communication backbone) backbone) dimulai. Oleh karena itu, analisis mengenai peluang keberhasilan handover biasanya dikaitkan dengan beberapa faktor berikut :







NCHO adalah protokol handover yang terpusat, di mana jaringan memutuskan memutuskan handover berdasarkan pengukuran kualitas sinyal pengguna bergerak (MS-Mobile Station) pada sejumlah BTS. Jika sinyal yg diterima MS sel yang lama l ama lebih lemah, sementara dari sel lain yang berdekatan ternyata sinyalnya lebih kuat, maka jaringan akan memutuskan handover dengan menyambungkan BTS dari sel yang lama ke sel yang baru. Pada umumnya handover ini menggunakan waktu sekitar 100 – 200 milisecond (ms) dan menyebabkan adanya keterputusan percakapan yang dapat dirasakan. Bahkan, overall delay handover jenis ini umumnya mencapai 5 – 5 – 10s. 10s. Dengan demikian, handover jenis ini tidak cocok diterapkan dalam lingkungan yang kecenderungannya berupah engan cepat dan melayani jumlah pengguna yang sangat padat. NCHO digunkan pada generasi pertama system analog, misalnya AMPS ( American ( American Mobile Mobile Phone System System). ).

MAHO mendistribusikan proses penetapan handover. Dalam hal ini, MS melakukan pengukuran kekuatan atau kualitas sinyal dan MTSO menetap pemberlakuan handover. Jika dibandingkan dengan NCHO, mekanisme mekanisme ini menerapkan menerapkan kendali yang lebih terdistribusi sehingga dapat memperbaiki memperbaiki kualitas delay yang diakibatkan oleh handover, yakni sekitar 1detik.

SHO sering digunakan bersama dengan MAHO. Hubungan antara MS dengan BTS segera dibangun, di mana koneksi antara MS dengan BTS baru dihubungkan sambil tetap mempertahankan hubungan MS dengan BTS yang lama. Setelah koneksi yang baru dapat mengirimkan data secara stabil, barulah kemudian koneksi yang lama dihentikan. Mekanisme ini juga biasa disebut “make before break”, yang mengamankan kesinambungkan layanan. Hanya saja, handover jenis ini membutuhkan kapasitas sumberdaya yg lebih besar karena harus membangun dua koneksi secara serentak.

Bertolak belakang dengan NCHO, untuk yang satu ini MS mengendalikan dan menetapkan pemberlakuan pemberlakuan handover secara secara total. Ini yang disebut dengan MCHO. MCHO. Suatu MS senantiasa senantiasa mengukur mengukur kekuatan sinyal semua BTS yang berada di sekitarnya. Jika MS menemukan menemukan BTS baru yang sinyalnya







ini. Karena, dengan keluwesan (fleksibilitas) yang penuh pada MS, sehingga proses penerapan sangat cepat.

E. Perbandingan Jenis Handover

Kelebihan hard handover , paling cocok dipakai dalam sistem yang menggunakan hanya satu panggilan per kanal frekuensi. Konsekuensinya, Konsekuensinya, sebagai sebagai penyesuaian penyesuaian terhadap mekanisme handover ini, maka perangkat keras telepon yang dibutuhkan tidak perlu memiliki memiliki kemampuan untuk menerima menerima dua atau lebih sinyal secara paralel, sehingga disainnya lebih sederhana dan sekaligus lebih murah. Kekurangannya, jika handover gagal, maka panggilan (komunikasi) akan terputus sementara atau bahkan berakhir secara tidak normal. Oleh karena itu, teknologi yang memanfaatkan memanfaatkan hard handover hard handover biasanya memiliki prosedur yang dapat membangun membangun kembali (re-establish) re-establish) koneksi ke sel asal jika koneksi ke sel tujuan tidak berhasil. Sekalipun demikian, upaya membangun kembali koneksi tidak selalu bisa dilakukan, karena panggilan bisa berakhir. Bahkan, kalaupun bisa, sangat mungkin mengakibatkan mengakibatkan keterputusan panggilan (komunikasi) (komunikasi) sementara. sementara.

Kelebihan soft handover adalah bahwa hubungan ke sel asal hanya akan diputuskan manakala hubungan yang handal ke sel tujuan sudah terbangun. Oleh karena itu, kemungkinan terjadinya penghentian secara tidak normal atau kegagalan kegagalan handover lebih kecil. Namun demikian, kelebihan utama yang sesungguhnya adalah karena pemeliharaan kualitas dan kestabilan kanal frekuensi yang dipakai pada semua sel dilakukan serentak, sehingga panggilan (komunikasi) hanya akan gagal apabila seluruh kanal frekuensi mengalami interferensi atau gangguan ( fading ( fading ) yang serius pada saat yang sama.







Selain itu, gangguan dan interferensi dalam kanal yang berbeda tidak terkait satu dengan yang lain sehingga peluang berpindahnya gangguan dan interferensi yang di alami oleh kanal tertentu ke kanal yang bebeda sangat kecil. Oleh karena itu, keandalan hubungan menjadi lebih tinggi kualitasnya apabila sebua panggilan menggunakan mekanisme soft handover. Dalam jaringan seluler, sebagian besar handover terjadi pada tempat yang kualitas layanannya buruk (poor coverage) di mana panggilan seringkali menjadi tidak handal karena kanal frekuensinya mengalami mengalami gangguan dan interferensi. Dalam kondisi yang demikian, soft handover memperbaiki memperbaiki keandalan panggilan sehingga gangguan dan interferensi pada sebuah kanal tidak kritis.

Namun, konsekuensi konsekuensi dari kelebihan ini menjadikan komponen perangkat perangkat keras lebih kompleks dalam telepon – telepon – termasuk termasuk harganya pun lebih mahal, karena harus memiliki kemampuan mengolah beberapa kanal frekuensi secara parallel. Nilai lain yang harus dibayar untuk soft handover adalah penggunaan beberapa kanal frekuensi dalam jaringan hanya untuk sebuah panggilan. Hal ini akan mengurangi mengurangi jumlah kanal frekuensi bebas yang tersisa dan praktis mengurangi mengurangi kapasitas jaringan. Dengan mengatur durasi soft handover dan ukuran wilayah di mana handover itu terjadi, perancang jaringan dapat menyeimbangkan antara manfaat keandalan panggilan ekstra dengan nilai pengurangan kapasitas.

F. Penerapan Handover

Secara teoritis soft handover memungkinkan diterapkan dalam teknologi analog maupun digital. Hanya saja, pada teknologi analog dibutuhkan biaya yang tinggi, sehingga tak satupun di antara teknologi analog (AMPS, TACS, NMT, dsb) yang menerapkannya dengan sukses secara komersial. Dalam bidang teknologi digital yang berbasis FDMA juga diperhadapkan dengan biaya yang lebih tinggi untuk kelengkapan perangkat keras pesawat teleponnya ( harus memiliki multiple parallel radio frequency modules), dan yang berbasis TDMA atau kombinasi keduanya pada prinsipnya tidak terlalu mahal. Namun, tidak ada di antara teknologi 2G (GSM, D-AMPS, /IS-136, dsb) yang memiliki fitur







penerima handover yang sewaktu – waktu dibutuhkan. Dalam sejumlah sistem sel yang dipilih sebagai tujuan penerima handover bisa saja tidak termasuk di antara sel – sel tetangga. Hal yang demikian dilakukan untuk mengurangi peluang interferensi yang dapat disebabkan oleh efek “ near – near – far ”. ”.

Dalam system analog parameter yang digunakan sebagai criteria untuk meminta agar dilakukan hard handover adalah daya sinyal yang diterima dan nilai S/N (Signal to Noise ratio). Dalam sistem 2G digital kriteria untuk meminta dilakukannya hard handover bisa mengacu pada estimasi daya sinyal yang diterima, Bit Error Rate (BER) dan Block error / Eraser Rate (BLER), kualitas percakapan yang diterima (RxQual), jarak antara MS dan BTS ( diestimasi dari delay propagasi sinyal radio), dll.

G. Tujuan Handover

Berdasarkan Berdasarkan tujuannya, ada tiga t iga jenis handover, yaitu: 1. Rescue handover : dilakukan untuk menyelamatkan kesinambungan komunikasi. Dasar pertimbangannya pertimbangannya adalah kekuatan sinyal transmisi antara MS – BTS, level signal dan delay propagasi. 2. Conf in ement handover : dilakukan untuk memperkecil memperkecil peluang terjadinya interferensi (MS selalu handover mencari sel dengan sinyal yang terkuat). Acuannya adalah kualitas transmisi uplink dan downlink antara MS dan BTS. 3. Tr aff ic handove : dilakukan untuk mengamankan beban sel agar tidak bertahan dalam kondisi handover kelebihan beban (overload). Dengan handover, bebannya akan berkurang, karena pada saat layanan komunikasi diambil alih oleh sel lain secara praktis sel yang pertama mengalami pengurangan beban trafik percakapan, percakapan, khususnya panggilan terakhir ( mengalami mengalami unload atas sel tersebut). Ini bisa terjadi pada lokasi tertentu yang dipadati oleh pengguna komunikasi bergerak seluler. Acuannya adalah kemampuan MTSO dan BSC untuk mengetahui beban trafik BTS. MTSO kemudian menetapkan sejumlah MS untuk segera melakukan handover agar tidak terjadi pembebanan pembebanan trafik yang berlebih (overload (overload traffic). traffic).









H. Parameter Handover

Ada beberapa parameter yang dapat menimbulkan menimbulkan handover, yaitu sebagai berikut: 1. Parameter Radio (Radio parameters) a.

Kualitas sinyal yang diterima (RX QUAL) terlalu rendah atau BER terlalu tinggi.

b. Level sinyal yang diterima (RX LEV- pada uplink dan downlink) t erlalu rendah c.

Handover jarak MS-BTS (Timing Advance)

d. Power Budget handover ( handover dilakukan kepada sel yang mempunyai level sinyal lebih baik dibandingkan dibandingkan dengan yang yang diterima) 2. Parameter Jaringan (network parameters) a.

Serving cell congestion ( benturan layanan sel)

b. Jarak MS-BTS yang sangat jauh karena pengembangan / perluasan sel

Sedangkan parameter yang dipertimbangkan dalam proses penetapan handover adalah sebagai berikut : 1. Static Data (Data Statis) a.

Maximum transmit power dari MS

b. Maximum transit power dari BTS yg melayani c.

Maximum transit power BTS tetangga

2. Pengukuran yang dibuat oleh MS a.

Downlink transmission quality (BER)







Selain itu, adapula yang disebut H andove , yakni parameter yang digunakan untuk mencegah andoverr M argin terjadinya handover yang berulang-ulang di antara sel-sel yang berdekatan. Ini juga bisa digunakan sebagai batas ambang (threshold (threshold ) dalam penetapan handover.

I.

Penutup

Pemahaman tentang handover memberikan pengayaan dan penguatan pertimbangan bagi seorang perancang sistem komunikasi seluler bergerak dalam menetapkan menetapkan ukuran sel dengan segenap perangkat layanan yang dibutuhkan. Dan secara khusus, sebagai salah satu faktor signifikan dalam komunikasi lintas sel, fenomena handover menarik diteliti lebih jauh untuk memelihara stabilitas sistem komunikasi seluler, terutama dengan makin pesatnya pertumbuhan jumlah pengguna dengan intensitas komunikasi (outgoing call dan incoming call) yang sangat tinggi.

Makalah HandOver

Recommend Documents